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汽車開發(fā)設(shè)計中的樣車對標(biāo)技術(shù)

2019-08-27 00:10:16·  來源：《汽車工程師》  作者：甄娜  
　
摘要：樣車對標(biāo)（Benchmarking）作為整車開發(fā)設(shè)計中的重要技術(shù)，可以為新車型的研發(fā)提供各類設(shè)計參考和數(shù)據(jù)依據(jù)。對標(biāo)流程的規(guī)范化和對標(biāo)數(shù)據(jù)庫的建立是我國汽車
摘要：樣車對標(biāo)（Benchmarking）作為整車開發(fā)設(shè)計中的重要技術(shù)，可以為新車型的研發(fā)提供各類設(shè)計參考和數(shù)據(jù)依據(jù)。對標(biāo)流程的規(guī)范化和對標(biāo)數(shù)據(jù)庫的建立是我國汽車行業(yè)目前所面臨的重要任務(wù)。該文以規(guī)范化的對標(biāo)流程為基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹了整車靜態(tài)分析、整車動態(tài)分析及整車的拆解與檢測3個階段的對標(biāo)內(nèi)容，并依據(jù)對標(biāo)輸出物建立對標(biāo)數(shù)據(jù)庫，為整車開發(fā)項目提供了更加高效的數(shù)據(jù)平臺。
 
關(guān)鍵詞：Benchmarking；流程；數(shù)據(jù)庫
 
國外樣車對標(biāo)（Benchmarking）技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了好多年，并且達(dá)到了相當(dāng)高的技術(shù)水平。各大汽車企業(yè)對汽車對標(biāo)分析都給予了相當(dāng)大的投入，同時一些專門從事汽車對標(biāo)分析的公司也應(yīng)運(yùn)而生，他們依靠建立一套相對完善的對標(biāo)流程可以在很短的時間內(nèi)完成對1輛整車某些方面全部數(shù)據(jù)資料的采集，并制作成數(shù)據(jù)庫提供給各家汽車公司，眾多世界級汽車公司都已經(jīng)成為此類數(shù)據(jù)庫的用戶，以提高自身的研發(fā)質(zhì)量、降低成本及縮短研發(fā)周期。由于國內(nèi)的汽車工業(yè)起步較晚，汽車的樣車對標(biāo)分析工作正處在初步階段，在對標(biāo)流程、對標(biāo)技術(shù)成熟度、對標(biāo)規(guī)范體系的建設(shè)及對標(biāo)知識的管理與應(yīng)用方面還存在著很大的差距?；诖?，文章以規(guī)范化的對標(biāo)流程為基礎(chǔ)，對Benchmarking技術(shù)進(jìn)行了分析研究。
 
1、Benchmarking規(guī)范化流程
  
汽車企業(yè)在研發(fā)新的自主車型時，需要通過市場調(diào)研確定開發(fā)目標(biāo)，并參考市場上銷量比較好、技術(shù)比較成熟及具有一定競爭力的車型。通過對該樣車的評價測量和拆解分析，得到該車的相關(guān)參數(shù)及優(yōu)勢與劣勢的相關(guān)信息，為自主車的研發(fā)設(shè)計提供各類參考和數(shù)據(jù)依據(jù)，確保新研發(fā)的車型具有足夠的市場競爭力。
 
樣車對標(biāo)流程，如圖1所示。新車型開發(fā)目標(biāo)定位后，項目組根據(jù)研發(fā)對標(biāo)需求，向公司相關(guān)部門申請采購參考樣車，同時成立Benchmarking小組。樣車采購?fù)瓿梢院?，就開始了整車的對標(biāo)分析過程，對標(biāo)過程與項目的研發(fā)過程緊密銜接。對標(biāo)分析內(nèi)容非常豐富，完成一份完整的整車對標(biāo)分析大約需要半年的時間。
 
圖1 樣車對標(biāo)流程

與汽車設(shè)計及布置緊密相連的對標(biāo)流程有3個重要階段，即整車靜態(tài)分析、整車動態(tài)分析及整車拆解與檢測。
 
1.1 整車靜態(tài)分析

整車靜態(tài)分析階段主要包括整車主觀評價和整車靜態(tài)測量兩方面的內(nèi)容。

1.1.1 整車主觀評價

整車主觀評價的目的主要是通過非客觀的角度去了解樣車在外觀造型、布置及人機(jī)方面的優(yōu)劣勢，能夠直接表達(dá)用戶的態(tài)度，而不是在新車的開發(fā)設(shè)計中盲目的去對標(biāo)樣車。工程師可以參考主觀評價表去優(yōu)化設(shè)計方案，使其研發(fā)設(shè)計的新車更具有市場競爭力。
 
人機(jī)工程主觀評價作為本階段的重要環(huán)節(jié)，在整車開發(fā)過程中起著重要作用。在前期設(shè)計階段，通過主觀評價，設(shè)計者通過參考樣車，可以制定出新車型的人機(jī)工程開發(fā)目標(biāo)；在工程設(shè)計后期，還需要進(jìn)行一次人機(jī)工程主觀評價，主要是檢驗實車是否達(dá)到之前所設(shè)定的目標(biāo)，并通過與樣車再次對標(biāo)，查看哪些地方還需要進(jìn)行改進(jìn)，是否可以凍結(jié)設(shè)計方案。
 
本階段采用的是主觀評價表，如表1所示，主要包括外觀、機(jī)械布置及人機(jī)布置3方面的內(nèi)容，但不同的公司所側(cè)重的主觀評價項目有所不同，可根據(jù)需求具體細(xì)化。評價對象可以是1輛或多輛汽車，但必須是同級別的車，并保證評價具有可比性。在選擇評價人員時，身高和性別都有一定的要求，除了必須具有豐富的駕駛經(jīng)驗之外，還要考慮是否具有主觀評價經(jīng)驗及汽車設(shè)計研發(fā)背景，保證其能夠針對評價項目指出外觀、機(jī)械布置及人機(jī)方面的優(yōu)缺點(diǎn)。同時，評價人員在評價的過程中，憑借自己的主觀感受進(jìn)行評價打分，避免受其他人員的干擾。其中，評價打分時，1～10分別代表極好、非常好、好、一般、可以接受、接受與差之間、差、非常差、不可接受及非常低劣。
 
主觀評價打分完成后，需要對分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計處理，對于每一輛車，計算出多位評價人針對每一評價項目的平均分；對于多輛車，可以對比分析不同車同一評價項目的平均分，根據(jù)計算分?jǐn)?shù)，評價各輛對標(biāo)車在造型、機(jī)械布置及人機(jī)方面的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合后續(xù)的參數(shù)測量，為新車型的設(shè)計研發(fā)提供參考。
 
依據(jù)上述的主觀評價方法，經(jīng)過多次積累，可以形成主觀評價標(biāo)準(zhǔn)化流程，同時形成主觀評價數(shù)據(jù)庫，以便汽車企業(yè)進(jìn)行對標(biāo)數(shù)據(jù)的積累。

表1 樣車主觀評價表

1.1.2 整車靜態(tài)測量
 
整車靜態(tài)測量是指整車基本尺寸和關(guān)鍵硬點(diǎn)的測量，主要包括整車外觀尺寸、質(zhì)量參數(shù)、整車姿態(tài)及人機(jī)工程學(xué)尺寸。測量后的數(shù)據(jù)匯總成整車基本參數(shù)測量表和人機(jī)參數(shù)測量表，具體測量尺寸項可以參考SAE標(biāo)準(zhǔn)或企標(biāo)，經(jīng)多次對標(biāo)測量，形成整車基本尺寸數(shù)據(jù)庫和人機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)庫，為新車型目標(biāo)設(shè)定和設(shè)計開發(fā)提供數(shù)據(jù)參考。
 
整車靜態(tài)測量后需要對整車進(jìn)行拍照和掃描，主要包括整車外部造型輪廓、內(nèi)飾表面及前機(jī)艙、行李艙與底盤的基本布置。將照片和掃描得到的點(diǎn)云進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，逆向出樣車的總布置圖，結(jié)合測量數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)械布置、人機(jī)布置及法規(guī)校核等優(yōu)缺點(diǎn)研究分析工作。
 
1.2 整車動態(tài)分析

整車動態(tài)分析主要是指對樣車進(jìn)行動力性、經(jīng)濟(jì)性、制動性、操縱穩(wěn)定性、NVH及整車AUDIT（汽車質(zhì)量評定方法）等試驗分析，這項對標(biāo)工作需要依托強(qiáng)大的試驗部門和專業(yè)的性能分析師來完成。通過試驗采集數(shù)據(jù)并多次對標(biāo)，形成整車性能參考數(shù)據(jù)庫，為新車型性能目標(biāo)的設(shè)定提供參考依據(jù)。
 
1.3 整車拆解及檢測

整車拆解及檢測階段為樣車對標(biāo)分析中最為關(guān)鍵和重要的階段。通過拆解，分析前機(jī)艙、底盤及內(nèi)飾件的布置形式，對重要零部件的尺寸、結(jié)構(gòu)、功能、安裝狀態(tài)及可維修性等進(jìn)行分析研究，同時進(jìn)行零部件拍照和點(diǎn)云掃描，逆向生成三維模型，為新車型布置方案的制定及零部件設(shè)計提供詳細(xì)的參考，縮短整車的研發(fā)周期。

1）樣車拆解工藝。樣車的拆解工藝一般是參照生產(chǎn)總裝工藝的逆序來進(jìn)行的，總裝工藝，如圖2所示。
 
樣車總裝工藝流程圖
圖2 樣車總裝工藝流程圖

參照總裝工藝，樣車拆解應(yīng)該按照先外后內(nèi)、先總成后零件的思路來進(jìn)行。樣車拆車工藝，如圖3所示，電氣部分拆解周期貫穿整車拆車過程，從內(nèi)飾開始一直到所有附件拆解完畢，主要涉及到的位置有車門、座椅、儀表、內(nèi)飾、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)艙及底盤。
圖3 樣車拆車工藝流程圖

2）樣車拆解流程。為確保樣車拆解工作有序的進(jìn)行，實現(xiàn)拆解工作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化及零部件管理的條例化，必須制定詳細(xì)的樣車拆解流程，樣車拆解流程，如圖4所示。
 
圖4 樣車拆解流程圖

按照拆解流程，整車拆解完成后，零部件入庫進(jìn)行規(guī)范化管理，項目組各專業(yè)設(shè)計人員根據(jù)當(dāng)前項目所處的狀態(tài)及對標(biāo)要求，將拆解完成的零部件從倉庫中借用出來進(jìn)行分析和試驗。關(guān)鍵系統(tǒng)級或者零部件級的試驗可以自己實施，也可以委托外方進(jìn)行實施。以數(shù)據(jù)或圖表的形式輸出試驗結(jié)果，方便設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計參考。
 
在完成靜態(tài)分析、動態(tài)分析、整車拆解及檢測等各個環(huán)節(jié)后，對標(biāo)基本工作就結(jié)束了，接下來就是相關(guān)設(shè)計部門使用對標(biāo)成果進(jìn)行參考設(shè)計。通過分析對比對標(biāo)車的結(jié)構(gòu)、性能、工藝、布置方式、設(shè)計方式及主觀感受，得出自主研發(fā)車型的優(yōu)勢和劣勢，以便在市場中突出自身的優(yōu)勢，彌補(bǔ)自身的劣勢，確保在激烈的市場競爭中處于不敗之地，有的放矢、取長補(bǔ)短，達(dá)到事半功倍的效果。
 
2、Benchmarking數(shù)據(jù)庫的建立

為了將對標(biāo)過程中不同環(huán)節(jié)的對標(biāo)數(shù)據(jù)有效地管理和控制起來，通過信息化的建設(shè)，根據(jù)對標(biāo)流程，參照樣車靜態(tài)、動態(tài)分析及整車拆解，建立整車主觀評價分析數(shù)據(jù)庫、整車基本尺寸數(shù)據(jù)庫、人機(jī)設(shè)計數(shù)據(jù)庫、前艙底盤布置數(shù)據(jù)庫及整車性能參數(shù)數(shù)據(jù)庫等，為整車開發(fā)項目組將來能夠更高效和更方便的找到自己所需要的數(shù)據(jù)提供可靠的平臺。

3、結(jié)論

文章以建立規(guī)范化車的樣對標(biāo)流程為基礎(chǔ)，介紹了樣車對標(biāo)的具體過程，并依據(jù)對標(biāo)結(jié)果建立對標(biāo)數(shù)據(jù)庫，使新車型的開發(fā)基于一個較高的起點(diǎn)，大大縮短研發(fā)周期。同時，依據(jù)此對標(biāo)流程可以在很短的時間內(nèi)完成對1輛整車某些方面全部數(shù)據(jù)資料的采集，實現(xiàn)了對標(biāo)知識的有效積累。如何實現(xiàn)對標(biāo)規(guī)范體系的建設(shè)和對標(biāo)知識庫的管理與應(yīng)用是我國汽車行業(yè)發(fā)展過程中所面臨的主要問題，隨著我國汽車自主研發(fā)能力的提升及信息化技術(shù)的成熟，相信在不久的將來，適合中國汽車行業(yè)的對標(biāo)分析模式將會出現(xiàn)。
 
 
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